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Intelligenza artificiale: Risparmiare acqua in modo intelligente

VA SYD, un'azienda idrica svedese, ha ridotto l'acqua non fatturata dal 10% a meno dell'8% utilizzando un sistema di rilevamento delle perdite basato sull'intelligenza artificiale che identifica perdite fino a 0,5 litri al secondo. La soluzione si sta ora espandendo nella sua rete e in altri comuni svedesi.

Due principi generali governano VA SYD: uno è che, anche se la scarsità d'acqua non è un problema in Svezia di per sé, sprecare acqua sembra semplicemente sbagliato. L'altro è, quando si tratta di nuove tecnologie, iniziare in piccolo, provare le cose e imparare dagli insuccessi per garantire il successo su una scala più ampia. Il primo principio era la motivazione per stabilire un sistema di rilevamento delle perdite. E il secondo principio ha definito l'approccio, ovvero stabilire una prova di concetto in una sezione relativamente piccola del sistema con 5.000 consumatori.

Piccole perdite con grande impatto

Con sede a Malmø, il fornitore d'acqua svedese VA SYD gestisce un totale di circa 5.000 chilometri di tubazioni, di cui 2.000 chilometri sono per acqua potabile. Individuare le perdite è un compito complesso. "Fino a poco tempo fa, potevamo rilevare solo le perdite più grandi che portavano a interruzioni del servizio. Infatti, sono le perdite più piccole e lente, spesso provenienti da piccoli tubi di servizio, a essere responsabili della maggior parte dell'acqua non fatturata", sottolinea Simon Granath, ingegnere dello sviluppo presso VA SYD.

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Migliore servizio clienti

Un altro aspetto è migliorare il servizio ai clienti. "Dobbiamo mantenere molte tubazioni in una vasta area e volevamo migliorare la nostra capacità di individuare perdite attraverso zone di misurazione intelligente. A questo scopo, ci siamo proposti di trovare una soluzione basata sull'IA", ricorda Simon Granath.

VA SYD ha valutato diversi sistemi. In definitiva, la soluzione dovrebbe fare un uso ottimale dei flussimetri e dei contatori intelligenti disponibili nell'area scelta per la prova di concetto. SIWA Leak Finder ha soddisfatto tutti i requisiti. Questa soluzione intelligente utilizza un algoritmo basato sull'intelligenza artificiale per identificare e classificare le anomalie nella rete di tubazioni. Per funzionare in modo affidabile, SIWA Leak Finder viene prima "addestrato" attraverso dati storici di flusso e pressione in modo da imparare a separare le anomalie dal funzionamento regolare e assegnare la causa corretta a ciascuna anomalia.

La collaborazione porta a una soluzione IA ottimale

“Ma quando si è trattato del concetto di implementazione, abbiamo incontrato alcuni ostacoli. "Abbiamo dovuto trovare un modo per utilizzare il rilevamento delle perdite basato sull'IA in un'installazione in loco invece che in un ambiente cloud", afferma Simon Granath. Siemens è stata in grado di offrire una soluzione anche per questo requisito. Lui continua: “Abbiamo avuto alcune discussioni approfondite con Siemens e i nostri dipartimenti IT e OT riguardo al miglior approccio per installare la soluzione SIWA Leak Finder nei nostri data center. A mia conoscenza, questa è la prima volta che qualcosa del genere viene fatto nell'industria idrica svedese – e siamo riusciti a portare a termine il lavoro grazie non da ultimo al supporto e all'expertise di Siemens.

Approccio di simulazione per dati migliorati

Il passo successivo è stato quello di affinare i modelli idraulici per le tubazioni e collegare i dati dei sistemi di misurazione e delle stazioni di pompaggio con SIWA Leak Finder utilizzando OPC UA. VA SYD era quindi pronta a eseguire i primi test. Simon Granath spiega: "Abbiamo utilizzato il sistema per simulare diverse perdite e poi abbiamo valutato i dati. Siamo stati in grado di rilevare perdite fino a 0,5 litri al secondo – questo è stato piuttosto impressionante e un enorme miglioramento rispetto alla soluzione precedente, che non forniva alcun mezzo per rilevare piccole perdite." Pertanto, l'acqua non fatturata nella rete idrica potabile di VA SYD potrebbe essere ridotta dal 10 per cento all'8 per cento.

I risparmi parlano per la soluzione

Con la prova di concetto nelle fasi finali, VA SYD sta anche lavorando per espandere la soluzione ad altre parti della rete. Ad esempio, la città di Lund, dove VA SYD sta installando ulteriori misuratori di flusso per fornire più dati dalla rete di tubazioni. Inoltre, il progetto di VA SYD è stato ampiamente riconosciuto come una buona pratica in Svezia, portando altri comuni ad adottare la stessa soluzione per la distribuzione dell'acqua nelle loro rispettive aree. Un esempio di questo è il Servizio idrico e fognario della Scania nordoccidentale (NSVA) nella parte sud-occidentale del Paese. NSVA sta beneficiando dell'expertise dell'Ingegnere di Sviluppo Victor Pelin, che in precedenza ha lavorato insieme a Simon Granath per implementare la rilevazione delle perdite presso VA SYD.

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Simon Granath (a sinistra), Ingegnere di Sviluppo presso VA SYD, e Victor Pelin (a destra), Ingegnere di Sviluppo presso NSVA: "Vogliamo essere in grado di misurarci con i migliori. Questo richiede soluzioni basate sull'IA come SIWA Leak Finder.”

A parte i benefici economici, SIWA Leak Finder ha già aiutato VA SYD a compiere i prossimi passi verso un altro obiettivo ambizioso: entro il 2030 l'azienda vuole diventare un'azienda idrica a impatto climatico neutro, che risparmia energia e con zero interruzioni di servizio non pianificate.

VA SYD è ben avviata con il suo attuale 8 per cento di acqua non fatturata. "Vogliamo davvero batterlo. Ci sono comuni che raggiungono cifre molto più basse, e vogliamo essere in grado di misurarci con i migliori”, afferma Simon Granath. E per raggiungere questo obiettivo, non c'è modo di evitare la rilevazione intelligente delle perdite e soluzioni basate sull'IA come SIWA Leak Finder.

Maggio 2021; aggiornato a febbraio 2024
Contatti: Peder Welin
Team redazionale: Storie del settore industriale

SIWA Leak Finder

SIWA Leak Finder è una delle applicazioni di Siemens Water (SIWA) specificamente sviluppata per l'industria dell'acqua e delle acque reflue. Questa soluzione intelligente utilizza un algoritmo basato sull'intelligenza artificiale per identificare e classificare le anomalie nella rete di tubazioni. Per funzionare in modo affidabile, SIWA Leak Finder viene prima "addestrato" con dati storici di flusso e pressione in modo da imparare a separare le anomalie dal funzionamento regolare e assegnare la causa corretta a ciascuna anomalia.

VA SYD

VA SYD è uno dei più grandi servizi pubblici della Svezia, che investe pesantemente nel trattamento sostenibile dell'acqua e delle acque reflue, e promuove soluzioni ecologicamente intelligenti nella costruzione delle comunità. L'azienda fornisce acqua potabile a oltre 546.000 clienti nelle regioni intorno a Lund e Malmö nel sud della Svezia.